Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
При избытке метилтрихлорсилана на стадии гидролиза продукт может перейти в неплавкое и нерастворимое состояние или образовать структуру с числом поперечных сшивок выше допустимого; при избытке бутилового спирта получающийся полимер, наоборот, будет иметь незначительное число сшивок и соответственно малый молекулярный вес. От стадии частичной этерификации во многом зависят вязкость и время желатинизации получаемого полимера.
Выделяющийся при этерификации хлористый водород можно отводить на эжектор, орошаемый водой, и в виде слабой соляной кислоты сбрасывать в канализацию.
После ввода необходимого количества бутилового спирта массу в гидролизере в течение 2—3 ч подогревают до 60±5 °С и выдерживают при этой температуре еще 3—5 ч. Выдерживание заканчивают при содержании хлора в хлорэфирах кремния (побочно образующихся при частичной этерификации метилтрихлорсилана), равном 15—42% в зависимости от типа лака. Затем массу в гидролизере охлаждают до 20—30 СС, подавая воду в рубашку аппарата. Охлажденные хлорэфиры через сифон в вакууме выгружают в мерник-дозатор 6.
Процесс гидролиза также проводится в гидролизере 5. Для этого туда заливают необходимое количество воды и подают дополнительные количества толуола и бутилового спирта — для смягчения условий гидролиза хлорэфиров. Смесь перемешивают 10—15 мин и после этого подают хлорэфиры иэ мерника 6 по сифону с такой скоростью, чтобы температура в гидролизере не превышала 20±3 °С. После ввода всего количества хлорэфиров реакционную массу выдерживают при температуре гидролиза в течение 6—8 ч. Образующийся при гидролизе хлористый водород в основном растворяется в воде, а избыток его отводят на эжектор, орошаемый водой (на схеме не показан), и в виде слабой соляной кислоты сливают в канализацию.
14*
212
Гл. 10. Получение нелинейных полиорганое'илокеанов
По окончании выдерживания смеси мешалку гидролизера выключают и тщательно отделяют органический слой от водного. Водный слой отстаивают и через смотровой фонарь сливают в нейтрализатор 7, откуда его после дополнительного отстаивания через гидравлический затвор сливают в кислотную канализацию. Оставшийся в гидролизере толуольно-бутанольный раствор силанола промывают
водой до нейтральной реакции промывных вод (число промывок зависит от кислотности промывных вод). В отмытом силаноле определяют сухой остаток, который должен составить 15—24%, и время желатинизации при 200±2°С (норма 0,5—60 мин). После этого силанол вакуумом через нутч-фильтр 8 переводят в куб 9 для отгонки растворителей.
Гидролиз метилтрихлорсилана можно осуществлять и непрерывно. В этом случае процесс можно проводить в про-тивоточных распылительных колоннах непрерывного действия. Лабораторная установка по непрерывному гидролизу органохлорсиланов, в частности метилтрихлорсилана, приведена на рис. 77.
Исходные реагенты (воду и ме-тилтрихлорсилан) из напорных сосудов 1 и 5 непрерывно подают в колонну 4. Воду вводят в верхнюю часть колонны (ниже расширителя), и она сплошным слоем движется по колонне навстречу диспергированной органической фазе, поступающей в нижнюю часть колонны. Подачу реагентов контролируют реометрами 3 и регулируют кранами 2. Так как процесс гидролиза протекает очень быстро и в основном заканчивается уже в момент соприкосновения органической фазы с водой, то дальше по высоте колонны практически происходит отмывка соляной кислоты от гидролизата.
Отмытый продукт отстаивают в расширителе, а водный слой и продукт гидролиза непрерывно отводят с низа колонны и собирают соответственно в емкости 6 и 7. Во избежание желатинизации продукта гидролиза метилтрихлор-силан перед гидролизом подвергают частичной этерификации бутиловым спиртом.
Отгонка растворителей проводится в кубе 9 (рис. 76), представляющем собой эмалированный аппарат с паро-водяной рубашкой и мешалкой. Перед отгонкой продукт гидролиза отстаивают при 20—25 °С, отделяя от следов влаги. Отгонку ведут при остаточном давлении 80—60 мм рт. ст. и 45—50 °С до содержания сухого остатка 40—55%. Затем в рубашку куба дают воду и охлаждают
Рис. 77. Схема лабораторной установки по непрерывному гидролизу органохлорсиланов:
1, 5 — напорные сосуды; 2 — краны; 3 — реометры; 4 — противоточная распылительная колонна; 6, 7—приемные ем-к ости.
Полифенилсилоксаны и -лаки на их основе
213
лак до 20—25 °С. В процессе отгонки растворителей происходит частичная конденсация продукта гидролиза с образованием более высокомолекулярного полимера.
Отгоняющиеся растворители (смесь толуола и бутанола) поступают в холодильник 10, где они конденсируются, и собираются в приемник 11, а оттуда сливаются в сборник 12. Готовый лак анализируют, определяя содержание сухого остатка (40—55%), продолжительность высыхания (не более 40 мин при 125±5 °С) и продолжительность отверждения (не более 60 мин), после чего его передавливают из куба в отстойник 13. В отстойнике готовый лак отделяют от механических примесей при температуре окружающей среды, затем его окончательно очищают на ультрацентрифуге 14 и направляют в сборник 15. В процессе центрифугирования через каждые 30 мин отбирают пробу для контроля внешнего вида лака.
